JP2013241292A - 電子機器用カバーガラスの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】化学強化後のガラス基板の寸法精度を向上できる電子機器用カバーガラスの製造方法を提供する。
【解決手段】本発明にかかる電子機器用カバーガラスの製造方法の代表的な構成は、ガラス素板１１０を、機械加工により電子機器用カバーガラスの形状のガラス基板１００に加工する形状加工工程と、ガラス基板１００を化学強化する化学強化工程と、を含み、化学強化工程においては、該化学強化工程前のガラス基板１００の寸法に基づいて、化学強化工程後のガラス基板の寸法が電子機器用カバーガラスに求められる寸法になる化学強化条件で、ガラス基板１００を化学強化することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、携帯機器（携帯型電子機器）の表示画面のカバー部材として用いられる携帯機器用カバーガラスと、例えばポインティングデバイス等のタッチセンサのカバー部材として用いられるタッチセンサ用カバーガラスとを含む電子機器用カバーガラスの製造方法に関する。

スマートフォンを含む携帯電話や、タブレット端末やスレートＰＣ（Personal Computer）、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）などの携帯機器では、液晶などの表示装置を保護するために、表示装置の外側にカバーガラスが配置される。また、ノートパソコン用のポインティングデバイスであるタッチセンサ（トラックパッド）等にも、センサ基板やタッチパネル用の透明導電膜（ＩＴＯ：Indium-tin-oxide）を保護するためにカバーガラスが配置される。

一般に、カバーガラスは、大きい一枚板のガラス素板から任意の形状のガラス基板を抜き出し、この抜き出されたガラス基板を加工することにより製造される。ガラス素板からガラス基板を抜き出す方法としては、機械的加工手段により加工する方法が知られている（例えば、特許文献１）。

ガラスは割れや欠けを生じやすいという特性を有しているため、強度を向上させる必要がある。特に携帯機器やタッチセンサのカバーガラスは使用者が触って使用することが前提となっているため、衝撃や摺動に耐える強度が必要とされる。これに対して、特許文献２では、カバーガラスの外形を抜き出した後に、抜き出されたガラス基板をイオン交換処理により化学強化することが提案されている。特許文献２によれば、化学強化して表面に圧縮応力が作用するイオン交換層を形成することで、撓みを抑え、また破損し難い携帯端末用のカバーガラスを製造できるとしている。また、特許文献２には、化学強化のために、例えば、硝酸カリウムや硝酸ナトリウムなどの化学強化処理液を用い、温度４００〜５５０（℃）で処理を行うことが記載されている。

特開２００９−２５６１２５号公報 特開２００７−９９５５７号公報

近年、携帯機器の需要増加に伴い、電子機器用のカバーガラスの需要も急増している。このような背景の下、電子機器用カバーガラスには、例えば携帯機器の表示画面を保護するために強度を高めるだけでなく、より高い寸法精度も求められている。

しかしながら、上記のように化学強化によって強度の向上を図ると、製造された電子機器用カバーガラスは、製品として要求される寸法精度を満たさない場合があるという問題が発生した。これは、機械加工による形状加工や、化学強化による寸法の伸びにより、寸法の変動が折り重なるためである。また、機械加工を施した面にエッチングを施す場合もあり、このときは寸法の縮小がある。一方、カバーガラスは数百枚に及ぶ多量の枚数ごとに製造されるものであるから、寸法に狂いが生じると大量の不良品を生成することになるため、生産効率上深刻な問題となる。

本発明は、上記の課題に鑑み、化学強化後のガラス基板の寸法精度を向上できる電子機器用カバーガラスの製造方法を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明にかかる電子機器用カバーガラスの製造方法の代表的な構成は、ガラス素板を、機械加工により電子機器用カバーガラスの形状のガラス基板に加工する形状加工工程と、ガラス基板を化学強化処理液に接触させることにより、ガラス基板の中に含まれる一部のイオンを、そのイオンよりも大きなイオン半径である化学強化処理液中のイオンとイオン交換することによりガラス基板を化学強化する化学強化工程と、を含み、化学強化工程においては、該化学強化工程前のガラス基板の寸法に基づいて、化学強化工程後のガラス基板の寸法が電子機器用カバーガラスに求められる寸法になる化学強化条件で、ガラス基板を化学強化することを特徴とする。

上記構成によれば、ガラス基板の寸法に応じて所望の寸法となるように化学強化条件を決定することから、化学強化後のガラス基板の寸法精度を向上させることができる。ここで、機械加工による形状加工は寸法を縮小させる方向に作用し、化学強化は寸法を増大させる方向に作用する。このため、化学強化工程前の寸法に応じて化学強化条件を決定することにより、機械加工による寸法の狂いを吸収（相殺）することができる。

形状加工工程の後に行われ、機械加工による被加工領域をエッチングするエッチング工程をさらに含み、エッチング工程においては、機械加工によるダメージ層を除去する加工量が設定され、化学強化工程においては、エッチング工程後のガラス基板の寸法に基づいて、化学強化工程後のガラス基板の寸法が電子機器用カバーガラスに求められる寸法になる化学強化条件で、ガラス基板を化学強化することが好ましい。

上記構成によれば、エッチング工程においてダメージ層を除去することにより、機械加工によるガラス基板の強度低下を抑えてガラス基板の強度を向上させつつ、化学強化後のガラス基板の寸法精度を向上させることができる。ここで、エッチング工程は機械加工と同様に寸法を縮小させる方向に作用するものであるから、エッチング工程後の寸法に基づいて化学強化条件を決定することにより、機械加工とエッチング加工による寸法の狂いを吸収（相殺）することができる。なお、「エッチング工程後」とは、「化学強化工程前」の一種である。

エッチング工程は、複数枚のガラス基板が積層された状態で行われることが好ましい。

上記構成によれば、時間のかかる工程であるエッチング工程において同時に処理できる枚数を増やすことができるため、生産効率を向上させることができる。

エッチング工程の前に行われ、ガラス基板にガラス基板の厚さ方向に貫通する開口を形成する開口形成工程をさらに含み、エッチング工程においては、開口の内壁面をエッチング液によりエッチングすることが好ましい。

これにより、スピーカーやボタン用の開口においても強度の低下を抑えると共に、寸法精度を向上させることができる。

化学強化工程での化学強化条件と、その化学強化条件で化学強化を行った場合におけるガラス基板の寸法の伸び量との対応関係を予め把握しておき、化学強化工程前のガラス基板の寸法に基づいて、対応関係を参照して化学強化条件を決定することが好ましい。

上記構成によれば、ガラス基板の寸法から化学強化条件を定量的に導くことができるため、さらに寸法精度を高めることができる。なお、予め対応関係を把握しない場合であっても、傾向として定性的に化学強化条件を決定することができる。

ガラス基板は、Ｌｉ２Ｏを含有するアルミノシリケートガラスであり、化学強化条件とは、化学強化処理液中に含まれるＬｉ＋イオンの濃度であってもよい。ガラス基板から化学強化処理液へと移動するＬｉ＋イオンの濃度は、その化学強化処理液がそれまで処理したガラス基板の量（枚数）に応じたものになる。すなわちＬｉ＋イオンの濃度が大きいほど多くのガラス基板を処理してきたことになり、ガラス基板の伸び量は小さくなる対応関係を持つ。そこで、Ｌｉ＋イオンの濃度と伸び量の対応関係を把握しておくことにより、化学強化条件を適切に決定することができる。

化学強化条件は、化学強化処理液の温度であってもよい。温度によっても、化学強化による伸び量を調節することが可能である。

本発明によれば、化学強化後のガラス基板の寸法精度を向上できる電子機器用カバーガラスの製造方法を提供することができる。

電子機器用カバーガラスを説明する図である。 電子機器用カバーガラス（ガラス基板）の製造方法を実施する製造システムの機能ブロック図である。 対応関係を把握するための構成を説明する図である。 電子機器用カバーガラスの製造方法を説明するフローチャートである。 積層工程から形状加工工程まで説明する図である。 エッチングを説明する図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。かかる実施の形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

図１は電子機器用カバーガラスを説明する図であって、図１（ａ）は外観斜視図、図１（ｂ）はガラス基板の端部のＡ−Ａ断面図である。本発明にかかる製造方法によって製造される電子機器用カバーガラスは、スマートフォンを含む携帯電話や、タブレット端末やスレートＰＣ（Personal Computer）、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）などの携帯機器、もしくはノートパソコン用のポインティングデバイス等のタッチセンサ用のカバーガラスとして利用可能である。ガラス基板１００は、本実施形態では、携帯電話（携帯機器）用のカバーガラスを図示して説明する。

図１（ａ）に示すように、ガラス基板１００の外周部１０２はおおむね矩形状である。また、ガラス基板１００には、例えばスピーカーやボタン、マイク用の開口１０４が設けられている。ガラス基板１の板厚は特に限定されないが、カバーガラスを利用する各種機器の重量増大の抑制や、機器の薄型化の観点から、通常は、１ｍｍ以下であることが好ましく、０．７ｍｍ以下であることがより好ましい。なお、板厚の下限値は、ガラス基板の機械的強度を確保する観点から、０．１ｍｍ以上とすることが好ましい。ガラス基板１の外形形状は、組み込み対象となる携帯機器に応じて適宜設定されうる。

図１（ｂ）に示すように、本実施形態のガラス基板１００は、一対の主表面１００ａと、一対の主表面１００ａに対して直交する方向に沿って配置された端面１００ｂと、主表面１００ａと端面１００ｂとの間に配置された一対の介在面（面取り面、チャンファー面）１００ｃとを有する。介在面１００ｃは、カバーガラスの製造工程上、あるいはカバーガラスの携帯機器への組付け時において、クラックが生じることによる強度低下を回避するために設けられている。介在面１００ｃと同様に、ガラス基板１００には、開口１０４の内壁面１０４ｂと一対の主表面１００ａとの間にも一対の介在面１０４ｃが形成されている。

ガラス基板１００は、後述するように大判のガラス素板１１０（図５（ａ）参照）から切り出される。ガラス素板１１０は、溶融ガラスから直接シート状に成型したもの、あるいは、ある厚さに成型されたガラス体を所定の厚さに成型し、主表面を研磨して所定の厚さに仕上げたものを使用することができる。特に、ガラス素板１１０として溶融ガラスから直接シート状に成型したものを用いる場合には、ガラス素板１１０の主表面がマイクロクラックのない表面状態を有するため好ましい。溶融ガラスから直接シート状に成型する方法としては、ダウンドロー法、フロート法などが挙げられる。

ガラス素板１１０は、アルミノシリケートガラス、ソーダライムガラス、ボロシリケートガラス、透明な結晶化ガラスなどで構成されていることが好ましい。中でも、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｌｉ２Ｏ及び／又はＮａ２Ｏを含有したアルミノシリケートガラスであることが好ましい。Ｌｉ２Ｏは、化学強化においてＮａ＋イオンとＬｉ＋イオンを交換させるための成分である。Ｎａ２Ｏは、化学強化においてＫ＋イオンとＮａ＋イオンを交換させるための成分である。ＺｒＯ２は、機械的強度を高めるために有用である。ただしアルミノシリケートガラス以外の素材であっても、化学強化可能な材料であればよい（Ｌｉ２Ｏ及びＮａ２Ｏの少なくともいずれか一方を含有していればよい）。

図２は電子機器用カバーガラス（ガラス基板１００）の製造方法を実施する製造システムの機能ブロック図である。製造システム１２０は、機械加工装置１２２と、エッチング装置１２４、剥離装置１２６、検査装置１２８、化学強化処理槽１３０、検査装置１３２を備えている。検査装置１２８、１３２は、ガラス基板の寸法を測定する。また製造システム１２０はさらに、化学強化条件と寸法の伸び量の対応関係を格納したテーブル１３４を記憶する記憶部１３６と、化学強化処理槽１３０に対して化学強化条件を設定する化学強化条件設定装置１３８を備えている。図２および図３において実線はガラス素板またはガラス基板の流れを示し、破線はデータまたは処理の流れを示す。

製造を開始する前の事前準備として、化学強化工程での化学強化条件と、その化学強化条件で化学強化を行った場合におけるガラス基板の寸法の伸び量との対応関係を予め把握しておく。化学強化においてはガラス基板のＬｉ＋イオンまたはＮａ＋イオンを、化学強化処理液のＮａ＋イオンまたはＫ＋イオンによって置換する。このため、化学強化処理が進むほどガラス基板表層のイオンが交換された範囲（化学強化層）が膨張し、寸法が増大する。そこで、化学強化条件と伸び量との対応関係を把握しておくことにより、化学強化条件から伸び量を推定することが可能となる。

図３は対応関係を把握するための構成を説明する図である。図３（ａ）に示す製造システムでは、図２に示した構成と比べて、さらに化学強化処理槽１３０から化学強化条件を取得する条件測定装置１４０と、対応関係把握装置１４２を示している。

条件測定装置１４０は、化学強化処理槽１３０から、化学強化条件として、Ｌｉ＋イオンの濃度、化学強化処理液の温度の少なくとも１つを取得する。いずれの条件を取得するかは、テーブル１３４に格納する対応関係に基づいて決定する。

対応関係把握装置１４２は、化学強化処理槽１３０の前後の検査装置１２８、１３２からそれぞれガラス基板の寸法を取得することにより、化学強化処理による寸法の伸び量を取得する。ここでいう伸び量とは、ガラス基板１００の長さまたは幅方向の変化量を用いる方が、厚み方向の寸法よりも好ましい。そして対応関係把握装置１４２は、条件測定装置１４０から取得した化学強化条件と、検査装置１２８、１３２から取得した伸び量の対応関係を、記憶部１３６のテーブル１３４に格納する。

ガラス素板１１０がアルミノシリケートガラスである場合には、化学強化条件としてＬｉ＋イオンの濃度を用いることができる。Ｌｉ＋イオンはガラス基板から化学強化処理液へと移動するため、Ｌｉ＋イオンの濃度はその化学強化処理液がそれまで処理したガラス基板の量（枚数）に応じたものになる。すなわちＬｉ＋イオンの濃度は化学強化処理液の疲労の程度を示し、濃度が高いほどガラス基板の伸び量は小さくなる対応関係を持つ。そこで、Ｌｉ＋イオンの濃度と伸び量の対応関係を予め把握しておくことにより、Ｌｉ＋イオンの濃度から伸び量を推定することが可能となる。

図３（ｂ）に示す表１は、Ｌｉ＋イオンの濃度と基板寸法の伸び量の対応関係を格納したテーブル１３４の内容の例である。このガラス基板が製品として要求される目標寸法は長辺１００（ｍｍ）、短辺５０（ｍｍ）であり、本例では短辺寸法を測定した。測定には（株）ニコン製のＣＮＣ画像測定システム「ＮＥＸＩＶ」を使用した。

例１〜例３は、化学強化工程を化学強化処理液のＬｉ濃度を、０（ｐｐｍ）、９００（ｐｐｍ）、１８００（ｐｐｍ）の条件で実施した。化学強化処理液は硝酸カリウムと硝酸ナトリウムの混合塩、温度３６０（℃）、浸漬時間は３時間である。Ｌｉ濃度はイオンクロマトクラフィー（Ｄｉｏｎｅｘ製 ＩＣＳ−２０００）により測定した。使用した交換カラムはＣＳ−１２Ａ、また溶離液はメタンスルホン酸である。そして化学強化の前後において、ガラス基板の寸法を測定した。表１中の基板寸法変動比は、化学強化によるガラス基板の寸法変化量を表すための比である。また、基板寸法変動比は、化学強化後基板寸法／化学強化前基板寸法である。

表１の例１〜例３から、化学強化処理液のＬｉ濃度と基板寸法変動比の対応関係が得られた。化学強化処理溶液のＬｉ濃度が小さいと、化学強化による基板寸法の伸びは大きくなり、Ｌｉ濃度が大きいと、基板寸法の伸びは小さくなることが分かる。したがって、Ｌｉ＋イオンの濃度と基板寸法変動比との間に、明らかな対応関係（相関関係）をみることができる。

図３（ｃ）に示す表２は、化学強化処理液の温度と基板寸法の伸び量の対応関係を格納したテーブル１３４の内容の例である。化学強化は処理温度が高いほど処理が速く進行し、伸び量も大きくなる。このため、処理温度と基板寸法の伸び量の間で対応関係を得ることができる。

例４〜例６は、例１〜３と同様に作成したエッチング工程後のガラス基板を使用した。化学強化処理液の温度は３４０（℃）、３６０（℃）、３８０（℃）の３条件でガラス基板を化学強化した。ここでＬｉ濃度は９００（ｐｐｍ）であり、他の条件は例１〜３と同様にした。そして化学強化の前後において、ガラス基板の寸法を測定した。

表２の例４〜例６から、化学強化処理液の温度と基板寸法変動比の対応関係が得られた。化学強化処理溶液の温度が高いと、化学強化による基板寸法の伸びは大きくなり、温度が低いと、基板寸法の伸びは小さくなることが分かる。したがって、化学強化処理液の温度と基板寸法変動比との間に、明らかな対応関係（相関関係）をみることができる。

図４は電子機器用カバーガラスの製造方法を説明するフローチャート、図５は積層工程から形状加工工程まで説明する図、図６はエッチングを説明する図である。以下、図４のフローチャートに沿って、図２、図５および図６を参照しながら、電子機器用カバーガラスの製造方法について説明する。

ガラス素板積層工程（ステップ２００）は、例えばダウンドロー法やフロート法により作製された所定のサイズの大判のガラス素板１１０を、接着性材料１１２を介在させながら積層することによってガラス素板の積層体１１４を作製する工程である。図５（ａ）はガラス素板の積層体１１４を示す図である。ガラス素板１１０の積層枚数は例えば１０〜１００枚程度である。

ガラス素板１１０の間に介在させる接着性材料１１２は、所定の接着強度があり、また後で剥離又は分解させることができる材料であることが好ましい。また、接着性材料１１２としては、例えば紫外線硬化樹脂、ワックス、光硬化樹脂、可視光線硬化樹脂等を使用することができる。ワックスは、所定の温度で軟化して液状になり常温で固形状となるので、接着・分離作業が容易である。

切断工程（ステップ２０２）、開口形成工程（ステップ２０４）、形状加工工程（ステップ２０６）は、機械加工装置１２２によって行う。

切断工程（ステップ２０２）においては、図５（ｂ）に示すように、ガラス素板の積層体１１４を円板カッター１５０（ダイヤモンドディスク）によって縦横に分割（切断）して、小片のガラス基板１００の積層体を作製する。この小片のガラス基板１００の大きさは、最終的に得られるカバーガラスよりも少し大きい程度である。切断工程によって得られた小片のガラス基板の積層体１０８の斜視図を図５（ｃ）に示す。図５（ｃ）に示すように、ガラス基板の積層体１０８は、接着性材料１１２とガラス基板１００が交互に積層された構造となっている。切断工程後の積層体１０８の側面では、接着性材料１１２とガラス基板１００の端面が同一平面をなしている。

開口形成工程（ステップ２０４）においては、ガラス基板の積層体１０８に対して、ガラス基板の厚さ方向に貫通する開口１０４を機械加工により形成する。なお、カバーガラスに開口が設けられていなければ開口形成工程は不要である。開口形成工程では、例えば図５（ｄ）に示すように、ドリル１５２等を用いて所望の形状の開口をＮＣ加工により形成する。

形状加工工程（ステップ２０６）においては、ガラス基板の積層体１０８の外形を、カバーガラスの外形形状（設計上の形状）に沿って機械加工を行う。形状加工工程では、例えば図５（ｄ）に示すように、グラインダ１５４等を用いてガラス基板の積層体１０８の外縁を研削して、所望の外形形状にする。形状加工後のガラス基板１００の端面は、接着性材料１１２とガラス基板１００の端面が同一平面をなしていて、比較的粗い表面性状の機械加工面となっている。

エッチング工程（ステップ２０８）は、積層体１０８を構成する各々のガラス基板１００の端部に対し、機械加工によるダメージ層を除去する加工量を設定し、エッチング装置１２４によってエッチングを施す。積層体に対してエッチングを行うことにより、時間のかかる工程であるエッチング工程において同時に処理できる枚数を増やすことができるため、生産効率を向上させることができる。エッチング液としては、少なくともフッ化水素酸を含むものであれば特に限定されないが、必要に応じて、硫酸あるいは塩酸等、酸解離定数がフッ化水素酸よりも大きい酸を添加剤として加えてもよい。例示的なエッチング液は、液総量１ｋｇあたり、１０ｍｏｌのフッ化水素酸と、添加剤として１．０ｍｏｌの硫酸とを含む。

図６（ａ）はエッチング前のガラス基板の端部の断面図である。エッチング前は、積層体１０８を構成する接着性材料１１２とガラス基板１００の端面は、前工程である形状加工工程における機械加工（研削）によって同一面となっている。エッチング工程では、積層体１０８を構成する各々のガラス基板１００の端面１０６ａをエッチングすることにより、ダメージ層の除去と介在面１００ｃの形成とを同時に行う。ダメージ層とは、図６（ａ）にクロスハッチにて示すように、研削加工によって端面１０６ａに形成されたクラック１０６ｂが存在する層（深さ方向の領域）、もしくは存在すると考えられる層である。

図６（ｂ）はエッチング後のガラス基板の端部の断面図である。図６（ｂ）に示すように、エッチングが進行すると、積層体１０８を構成する各ガラス基板１００の端面１０６ａは、接着性材料１１２の端面よりも例えば２０〜２００μｍ程度内側まで溶解・除去されて、ガラス基板１００に端面１００ｂが形成される。これにより端面１００ｂの外観の仕上がりが良好になると共に、前工程で生じうる微少なクラック１０６ｂを含むダメージ層を除去することができる。

さらに、接着性材料１１２とガラス基板１００の界面にエッチング液が浸透することで、介在面１００ｃが形成される。このとき、実質的に等方性エッチングがなされるため、介在面１００ｃは丸みを帯びた形状となる。また開口１０４内においても同様にエッチングが行われて、内壁面１０４ｂおよび介在面１０４ｃが形成される。これにより、物理的なダメージによるガラス基板の角部分の応力集中を回避でき、強度の向上を図ることができる。また、開口１０４においても寸法精度を向上させることができる。

剥離工程（ステップ２１０）は、剥離装置１２６によってガラス基板の積層体１０８を１枚ずつ剥離し、個々のガラス基板１００を分離する工程である。剥離工程における剥離方法は接着性材料の特性に依存するが、例えば、紫外線硬化樹脂からなる接着性材料の中には、温水（摂氏８０〜９０度）の環境下で剥離又は分解するタイプの接着性材料が存在する。そのような場合には、積層体１０８を温水を含む容器内に浸漬させることで、積層体１０８を１枚ごとのガラス基板に分離することができる。

次に化学強化工程を行うが、ここで、本発明の特徴的な構成として、化学強化工程前のガラス基板１００の寸法に基づいて、化学強化工程後のガラス基板１００の寸法が電子機器用カバーガラスに求められる寸法になるように、化学強化条件を決定する。

寸法測定工程（ステップ２１２）において、化学強化条件設定装置１３８は、検査装置１２８（図２参照）が測定したガラス基板１００の寸法を取得する。そして化学強化条件設定装置１３８は、電子機器用カバーガラスに求められる寸法と現在の寸法の差分を算出する。この寸法の差分は、すなわち化学強化による伸び量に相当する。

対応関係取得工程（ステップ２１４）において、化学強化条件設定装置１３８はテーブル１３４を参照し、ガラス基板の寸法（寸法の差分）に基づいて対応関係にある化学強化条件を取得する。化学強化条件が何であるかはテーブル１３４に格納されているデータによる。

そして化学強化条件決定工程（ステップ２１６）では、化学強化条件設定装置１３８は、標準の化学強化条件に対し、テーブル１３４から取得した化学強化条件によって補正を加えることにより、化学強化条件を決定する。これにより、寸法の差分を伸び量とする化学強化条件を決定することができる。決定した化学強化条件は、化学強化処理槽１３０へと送られる。

化学強化工程（ステップ２１８）では、複数枚のガラス基板をカセット（ホルダー）に装填し、化学強化処理槽１３０内の化学強化処理液にカセットを浸漬させる。これにより、ガラス基板に含まれる１種以上のアルカリ金属を、溶融塩のアルカリ金属との間でイオン交換処理を行い、ガラス基板の表層部分に圧縮応力層を形成する。

ガラス素板１１０の組成を上記のようなアルミノシリケートガラスとした場合には、化学強化処理液は、硝酸カリウム、または、硝酸カリウムと硝酸ナトリウムとの混塩とする。そして所定の温度（例えば３２０℃〜４７０℃）で所定の時間（例えば３分〜６００分）浸漬することにより、Ｌｉ＋イオンがＮａ＋イオンで置換され、Ｎａ＋イオンがＫ＋イオンで置換されて、化学強化が施される。

最終洗浄工程（ステップ２２０）は、例えば、化学強化後のガラス基板１００をパレットに載せた状態で行われる酸洗浄、アルカリ洗浄、純水によるリンス洗浄、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）による洗浄の少なくともいずれかを含む。検査工程（ステップ２２２）では、検査装置１３２によって洗浄工程後のガラス基板１００について寸法を測定し、検品を行う。

上記説明したように、化学強化前のガラス基板の寸法に基づいて化学強化条件を決定することから、化学強化後のガラス基板の寸法精度を向上させることができる。

本発明において特に重要なことは、実際に製作してみてから寸法の狂いをフィードバックするのではなく、製作前に化学強化条件を修正できる点である。生産効率上の観点から、上記したように複数枚のガラス素板１１０を積層し、１枚のガラス素板から多数枚のガラス基板１００を切り出している。そして化学強化工程ではさらに多く、数百枚のガラス基板を同時に化学強化処理する。したがって製作後の検査段階において寸法が狂っていることを発見したとしても、大量の不良品を生じてしまう。しかしながら本発明によれば、不良品を生じることなく基板寸法を修正することが可能となり、生産効率を著しく向上させることが可能である。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば上記実施形態では、テーブル１３４にガラス基板の寸法と化学強化条件の対応関係を格納しておき、これを参照することによって化学強化条件を決定するように説明した。確かに、これによって定量的に化学強化条件を設定できるという利点がある。しかし、かならずしもテーブル１３４を用いずとも、検査装置１２８において測定したガラス基板１００の寸法が大きくなったり小さくなったりした場合に、これに応じて定性的に化学強化条件を決定（調節）することも可能である。

また上記実施形態では、形状加工工程の後にエッチング工程を行うように説明した。しかし必ずしもエッチング工程を設ける必要はなく、エッチング工程に代えて研磨工程を設けたり、または形状加工の次に化学強化工程を行ってもよい。いずれにしても、化学強化工程前の寸法に基づいて、化学強化条件を決定すればよい。

また上記実施形態では、化学強化条件としてＬｉ＋イオンの濃度または温度を用いるように説明した。しかし本発明において化学強化条件のパラメータは１つに限定されるものではなく、濃度と温度のように組み合わせてもよい。

また上記実施形態では、ガラス基板の積層体１０８を対象として、開口形成工程、形状加工工程、及びエッチング工程を行う例について説明した。しかしながら、本発明の加工方式は、このような積層方式に限るものではなく、１枚のガラス基板単位で各工程を行う方式（枚葉方式）でもよい。また、開口形成工程及び形状加工工程の少なくとも一方を枚葉方式で行った後、ガラス基板を積層して、積層体をエッチングしてもよい。

本発明は、携帯機器（携帯型電子機器）の表示画面のカバー部材として用いられる携帯機器用カバーガラスと、例えばポインティングデバイス等のタッチセンサのカバー部材として用いられるタッチセンサ用カバーガラスとを含む電子機器用カバーガラスの製造方法として利用することができる。

１００…ガラス基板、１００ａ…主表面、１００ｂ…端面、１００ｃ…介在面、１０２…外周部、１０４…開口、１０４ｂ…内壁面、１０４ｃ…介在面、１０６ａ…端面、１０６ｂ…クラック、１０８…積層体、１１０…ガラス素板、１１２…接着性材料、１１４…積層体、１２０…製造システム、１２２…機械加工装置、１２４…エッチング装置、１２６…剥離装置、１２８…検査装置、１３０…化学強化処理槽、１３２…検査装置、１３４…テーブル、１３６…記憶部、１３８…化学強化条件設定装置、１４０…条件測定装置、１４２…対応関係把握装置、１５０…円板カッター、１５２…ドリル、１５４…グラインダ

Claims (7)

1. ガラス素板を、機械加工により電子機器用カバーガラスの形状のガラス基板に加工する形状加工工程と、
   前記ガラス基板を化学強化処理液に接触させることにより、ガラス基板の中に含まれる一部のイオンを、そのイオンよりも大きなイオン半径である前記化学強化処理液中のイオンとイオン交換することによりガラス基板を化学強化する化学強化工程と、
   を含み、
   前記化学強化工程においては、該化学強化工程前のガラス基板の寸法に基づいて、化学強化工程後のガラス基板の寸法が電子機器用カバーガラスに求められる寸法になる化学強化条件で、前記ガラス基板を化学強化することを特徴とする電子機器用カバーガラスの製造方法。
2. 前記形状加工工程の後に行われ、前記機械加工による被加工領域をエッチングするエッチング工程をさらに含み、
   前記エッチング工程においては、前記機械加工によるダメージ層を除去する加工量が設定され、
   前記化学強化工程においては、前記エッチング工程後のガラス基板の寸法に基づいて、化学強化工程後のガラス基板の寸法が電子機器用カバーガラスに求められる寸法になる化学強化条件で、前記ガラス基板を化学強化することを特徴とする電子機器用カバーガラスの製造方法。
3. 前記エッチング工程は、複数枚の前記ガラス基板が積層された状態で行われることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電子機器用カバーガラスの製造方法。
4. 前記エッチング工程の前に行われ、前記ガラス基板に前記ガラス基板の厚さ方向に貫通する開口を形成する開口形成工程をさらに含み、
   前記エッチング工程においては、前記開口の内壁面をエッチング液によりエッチングすることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電子機器用カバーガラスの製造方法。
5. 前記化学強化工程での化学強化条件と、その化学強化条件で化学強化を行った場合における前記ガラス基板の寸法の伸び量との対応関係を予め把握しておき、化学強化工程前のガラス基板の寸法に基づいて、前記対応関係を参照して化学強化条件を決定することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の電子機器用カバーガラスの製造方法。
6. 前記ガラス基板は、Ｌｉ２Ｏを含有するアルミノシリケートガラスであり、
   前記化学強化条件とは、化学強化処理液中に含まれるＬｉ＋イオンの濃度であることを特徴とする請求項５に記載の電子機器用カバーガラスの製造方法。
7. 前記化学強化条件は、化学強化処理液の温度であることを特徴とする請求項５に記載の電子機器用カバーガラスの製造方法。

Images